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Kostenlose Online-Physiksimulationen

Interaktive Physiksimulationen für Schule und Studium

Ein kostenloser Online-Hub für Physiksimulationen, inspiriert von PhET, mit interaktiven Simulationen und einfachen Animationen für Lernende, Lehrkräfte und Selbstlernende.

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Wellenphänomene

Doppler-Effekt Bewegte Quelle komprimiert bzw. streckt Wellen Doppelspalt-Experiment Welleninterferenz erzeugt helle und dunkle Muster Einzelspalt-Beugung Beugungshülle und Aufweitung des Musters an einem Spalt Stehende Wellen Normalmoden und Knoten einer Saite mit festen Enden Schwebungen Hüllkurvenmodulation durch Überlagerung naher Frequenzen Resonanz Resonanzmaximum eines erzwungenen Oszillators Wellenreflexion Reflexion und Transmission an festen/freien/teilweisen Grenzen Konstruktive & destruktive Interferenz Phasenabhängige Addition zweier Wellen gleicher Frequenz Überschallknall / Mach-Kegel Wellenfronten und Mach-Kegel bei Überschallbewegung Wellenbecken Visualisierung von Interferenz mit mehreren Quellen Fourier-Synthese Komplexe Wellenformen durch Summation von Harmonischen Wellenpolarisation Lineare, zirkulare und elliptische Polarisation Huygenssches Prinzip Sekundärwellen erzeugen fortschreitende Wellenfronten an Öffnungen Chladni-Figuren Knotenlinienmuster auf schwingenden Platten

Klassische Mechanik

Newtonsche Bewegungsgesetze Kraft, Masse, Reibung und Beschleunigung in der Wagen-Dynamik Wurfbewegung Projektile mit einstellbarem Winkel und Tempo starten Schiefe Ebene Kraftzerlegung und Reibung auf einer geneigten Ebene Reibung (Haft- und Gleitreibung) Schwellenverhalten und Bewegung unter Haft- und Gleitreibung Newtons Wiege Momentum transfer through a chain of nearly elastic collisions Kreisbewegung Geschwindigkeit und Zentripetalbeschleunigung bei Kreisbewegung Zentripetalkraft Radial acceleration and vector relationships in circular motion Corioliskraft Bahnablenkung in einem rotierenden Bezugssystem Schwerpunkt Massengewichtete Mittelposition eines Mehrkörpersystems Einfaches Pendel Schwingung unter Gravitation mit Echtzeitdiagramm Doppelpendel Chaotische Bewegung aus einem einfachen System Gyroskop / Präzession Precession of a spinning top under gravity Gekoppelte Oszillatoren Energieaustausch und Normalmoden in gekoppelten Schwingern Gedämpfte Schwingungen Abklingen der Schwingungsamplitude bei Dämpfung Erzwungene Schwingungen Erzwungene Antwort, Resonanz und Phasenverschiebung Feder-Masse-Oszillator Hookesches Gesetz mit Dämpfung Impulserhaltung Collision outcomes under momentum conservation and restitution Atwoodsche Maschine Two masses on a pulley illustrating net-force acceleration Unelastischer Stoß (1D) Impuls bleibt erhalten, kinetische Energie nimmt ab Elastische Kollisionen Impuls- und Energieerhaltung in 2D Hebel & Flaschenzug Mechanical advantage from lever arms and pulley geometry

Gravitation & Umlaufbahnen

Keplersche Orbits Elliptische Bahnen mit variabler Geschwindigkeit und Flächensatz Gravitationsfeld Feldvektoren und Potentiallandschaft um gravitierende Massen N-Körper-Gravitation 60+ Körper in gravitativer Umlaufbahn Gezeitenkräfte Differentielle Gravitation streckt Körper zu Gezeitenwülsten Lagrange-Punkte Gleichgewichtspunkte im rotierenden Zweikörpersystem Gravitationsmanöver Gravity-Assist-Bahnen gewinnen oder verlieren nahe Planeten Geschwindigkeit Fluchtgeschwindigkeit Startgeschwindigkeitsschwelle für gebundene und ungebundene Bahnen Hohmann-Transfer Transferellipse mit zwei Zündungen zwischen Kreisbahnen Gravitationslinseneffekt Masse krümmt Lichtstrahlen zu Bögen und ringähnlichen Bildern

Elektromagnetismus

Elektrische Feldlinien Felder von Punktladungen visualisieren Magnetfeldlinien Dipolfeldlinien und Feldstärkezonen um einen Magneten Coulombsches Gesetz Elektrische Kraft zwischen Punktladungen nach dem Invers-Quadrat-Gesetz Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Gekoppelte oszillierende E- und B-Felder im Raum Faradaysches Gesetz Ändernder magnetischer Fluss induziert eine Spannung in einer Schleife Lenzsche Regel Induzierte Ströme wirken der Flussänderung entgegen Lorentzkraft Bewegung einer Ladung in kombinierten elektrischen und magnetischen Feldern Zyklotronbewegung Kreisbewegung eines geladenen Teilchens im homogenen Magnetfeld Biot-Savart-Gesetz Magnetic field from current elements in a loop Ohmsches Gesetz (Schaltung) Spannung, Widerstand, Strom und Leistung in einer einfachen Schaltung Kirchhoffsche Gesetze Stromaufteilung und Spannungsbilanz in einer Verzweigungsschaltung RC-Schaltung Laden/Entladen eines Kondensators und Zeitkonstante RLC-Schaltung / Resonanz Erzwungene Antwort einer Serien-RLC-Schaltung und Resonanz Wechselstrom vs Gleichstrom Zeitlich veränderlicher AC im Vergleich zu konstantem DC an einer Last

Optik & Licht

Snelliussches Gesetz (Brechung) Lichtbrechung an Materialgrenzen Totale interne Reflexion Grenzwinkel und gefangene Strahlen an Brechungsgrenzen Dünne Linse Strahlenverlauf und Bildentstehung bei dünnen Linsen Spiegelreflexion (konkav/konvex) Strahlendiagramme und Bildeigenschaften gekrümmter Spiegel Prismen-Dispersion Weißes Licht wird durch wellenlängenabhängige Brechung aufgespalten Rayleigh-Streuung Kurze Wellenlängen werden in der Atmosphäre stärker gestreut Brewster-Winkel P-polarisierte Reflexion verschwindet bei einem speziellen Einfallswinkel Fresnel-Beugung Nahfeld-Beugungsmuster durch Phasensummation Chromatische Aberration Unterschiedliche Wellenlängen fokussieren in verschiedenen Bildabständen Dünnschichtinterferenz Reflektierte Farbe hängt von Schichtdicke und Einfallswinkel ab Optischer Lichtleiter (Faser) Führung durch totale interne Reflexion in Kern-Mantel-Fasern Schwarzkörperstrahlung Plancksches Gesetz und Wiensches Verschiebungsgesetz

Thermodynamik

Ideales Gasgesetz Particle box and piston illustrating PV = nRT Brownsche Bewegung Random walk from microscopic collisions Wärmeleitung Temperature diffusion through a rod Carnot-Maschine Ideal heat-engine cycle and efficiency limit Entropie-Visualisierung Mixing and multiplicity as a visual entropy proxy Phasenübergänge Heating curve with melting and boiling plateaus Bernoulli-Prinzip Speed-pressure tradeoff in ideal fluid flow Laminar vs turbulent Ordered flow transitioning toward turbulent mixing Venturi-Effekt Throat acceleration and pressure drop in a constriction Konvektionszellen Buoyancy-driven circulation from heated boundaries Thermische Ausdehnung Linear expansion of solids with temperature Archimedisches Prinzip Buoyancy from displaced fluid weight Maxwell-Boltzmann Geschwindigkeitsverteilung von Gasteilchen

Quantenmechanik

Unschärferelation Orts-Impuls-Kompromiss bei Wellenpaketen Quantenüberlagerung Interferenz durch Überlagerung von Quantenamplituden Quanten-Tunneleffekt Wellenfunktion durchdringt eine Potentialbarriere Photoelektrischer Effekt Elektronenemission durch Licht oberhalb einer Grenzfrequenz Stern-Gerlach Aufspaltung eines Spin-Strahls im Magnetfeldgradienten Elektronenbeugung Materiewellen-Interferenzmuster von Elektronenpfaden Teilchen im Kasten Diskrete stehende Wellenzustände in einem unendlichen Potentialtopf Bloch-Kugel Visualisierung eines Qubit-Zustands in Bloch-Kugel-Projektion Bandlücke Valenz- und Leitungsband mit Energielücke visualisiert Wellenpaket Ausbreitung und Dispersion eines lokalisierten Quantenpakets Schrödinger-Gleichung (1D) Zeitentwicklung eines Wellenpakets in einer 1D-Potentiallandschaft Quantenharmonischer Oszillator Diskrete Oszillatorniveaus und Wellenfunktionen Aharonov-Bohm-Effekt Phasenverschobene Interferenz durch eingeschlossenen magnetischen Fluss de-Broglie-Wellenlänge Materiewellenlänge in Abhängigkeit vom Impuls mit Streifen-Vorschau Photonenpolarisation Polarisationszustand und Transmission am Analysator Wasserstoffähnliches Atom Spielzeugmodell für radiale Wahrscheinlichkeit und Skalierung mit n und Z Quantensprung Zwei-Niveau-Umschalten und Sprung-Zeitverlauf Transmissionskoeffizient Barrieretransmission in Abhängigkeit von Energie und Breite Wahrscheinlichkeitsstrom Wahrscheinlichkeitsfluss durch Phasengradienten Vermeidete Kreuzung Kopplung öffnet eine Lücke an einer Niveaukreuzung Landau-Zener-Übergang Nichtadiabatische Übergänge durch vermiedene Kreuzungen Offenes Quantensystem (Dekohärenz) Umgebungskopplung dämpft Quantenkohärenz Quanten-Tomographie Qubit-Zustand aus Basismessungen rekonstruieren Quanten-Kontextualität Spielzeugmodell für kontextabhängigen Messzeugen Landau-Niveaus Durch Magnetfeld quantisierte Zyklotron-Energieniveaus Fano-Resonanz Asymmetrische Resonanz durch Pfadinterferenz Quanten-Wärmekraftmaschine Spielzeug-Wärmekreislauf mit quantischem Arbeitssystem Wasserstoff-Orbitale Qualitative orbital clouds and nodal structure Compton-Streuung Photon wavelength shift after scattering

Chaos & Komplexe Systeme

Lorenz-Attraktor Der schmetterlingsförmige seltsame Attraktor Mandelbrot / Fraktal-Explorer Interactive Mandelbrot set rendering Zelluläre Automaten Conway's Game of Life and emergent patterns Logistische Abbildung / Bifurkation Period-doubling route to chaos in a nonlinear map Perkolationssimulation Spanning clusters and threshold behavior Schwarmverhalten / Boids Emergent flocking from local motion rules Reaktions-Diffusions-Muster Pattern formation from reaction and diffusion Lissajous-Figuren Parametric curves from orthogonal oscillations Moiré-Muster Large fringes from overlapping line grids

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Nächste Phase: Ausbau von Theorie-Seiten, Unterrichtsmaterial und kursgeeigneten Leitfäden rund um jede Simulation sowie bessere Übersetzungen und höhere physikalische Genauigkeit.